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はてなキーワード: バッテリーとは
それ燃料のエネルギー密度だよね。それが電力供給に何の関係があるんだ？
むしろ、例の北海道大停電以降、集中型で密結合の送電網は大規模停電時の復旧に難があるため、疎結合で分散型の電源に移行する施策がとられてるんだぜ。
ちなみに経済産業省が試算した保守的なシナリオでも、日本の太陽光発電の導入可能量（ポテンシャル）は、日本のピーク時、総必要発電出力に対して4倍以上、
いわゆる地面に設置するメガソーラーを除いた、建物の屋根などだけに限っても3倍近くある。
もちろんこれは最大出力だから、実効出力に変えていくともっと落ちる事になる。だから蓄電池が必要で、そのためのV2Hの実用化と高度なスマグリが必要になるという議論がある訳よ。
さらに風力や既存水力発電ダムの増強、地熱発電の開発なども続々と控えている。これらは燃料のエネルギー密度は低いが、得られるエネルギーはものすごい量になる。
エネルギー密度が問題になるのは、自動車などモビリティ（移動性の装置）な。同じ体積・重さでどれぐらいエネルギーを持ち運べるかが勝負になる分野。
バッテリーでは物理的に限界が来ると考えて、水素社会を指向して色々な所が研究をやってるわけよ。
その重要性を理解しているイーロンマスクが、いつものように商売のためにポジショントークして馬鹿にしてみせたわけだけど、それを真に受けている人が多すぎ。化石燃料に変わる「燃料」は水素系しかないというのに。
それであってるよ。
いくつかの電池劣化モデルがあって、それを更に電池それぞれに合わせた補正を掛けるんだけど、
Li-ion系では（モデルが）単純なLFPでも複雑なNMCでも概ね変わらない点があって、
50%以上での急速（4C）は明らかにCycleごとの容量低下が加速する。
そして数十Cycleを超えたあたりから温度依存性が急速に立ち上がる。
なので大体のセルで寿命に影響が少ない急速充電は、50%まで温度を制御しながらいれて、80%まで温度にあわせて低速にしていくって感じになる。それ以降は温度が高いなら止めるほうがいい。
とにかくLiBの化学反応（電気化学反応含む）は副反応経路がたくさんありすぎて未だに網羅できていないので、モデル精度も自ずと限界があるんだよ。
どこかで突然現れる稀な事象（いくつかの履歴があるセルだけに突然ある温度帯で負極にウィスカーが形成されるみたいなのが、別々のパターンでたくさん起きていることだけは分かっている）だらけで、予測される複雑さに対してデータが圧倒的に少ない。これぐらいのスケールの化学的反応の個別追跡の難しさなんだけどね。
ここら辺は化学的な制約なので技術で何とかとか言われても困るんだよな。その技術って魔法のこと？って感じ。
あと100%にするしないは、そもそも100%はEoC（充電終了電圧）の設定で決まるんで、これを引き上げると公称容量が増えて充電回数が減って（セル不良での）安全性が下がる。逆にするとセル寿命は延びるし安全性は多少向上する。でもこれモバイルバッテリーなんかでやると重くて公称容量すくないってなるから、下げて寿命延ばしてた製品はみんな無くなっちゃった。
ＥＶのバッテリーは、使用しても軽くなる訳ではない、空のバッテリーでも重さは変わらない。
ということは、バッテリー容量を増やしまくっても、航続距離が伸びない、logでさえない、最大値が存在するような関数になるんじゃなかろうかと。
そうなると、乗用車はまだいいとしても、長距離トラックなんかにはちょっと向いてない、水素じゃないととか言われているのを聞いたことがある気がするけど、
もしかしてはそれは！！！！！超高圧に耐え！！！！！絶対に破壊されてはならない！！！！！万が一破壊されるようなことがあれば！！！！！水素爆発を起こす！！！！！水素タンクにも同じことを言えるのでは！！！！！
最近、Youtubeでいろんな分野の技術的な解説を見るのが好きなんですけど、その中にロケット方程式の説明があったんですよ。
ツィオルコフスキーの公式ともいわれているもので、ざっくり言ってロケットの最終的な速度はその燃料にたいして、logでしか増えないっていう方程式です。
logってことは、1:1の直線よりも寝た曲線な訳で、燃料を倍に増やしても速度が倍になるわけではなく、１．何倍かにしか増えないということです。
なんでそうなるかというと、燃料自体にも重さがあるので、燃料を２単位積んだ時には、
最初の燃焼時には燃料２単位を積んだロケットを持ち上げないといけないので、燃料１単位のときよりも、効率が悪くなるということだと理解した。
んで、同じようなことは、EVの航続距離にも言えるんじゃなかろうかという考えが浮かんだ。
つまり、バッテリー２０ｋWhで１００ｋｍ走れるなら、バッテリー１００ｋＷｈで５００ｋｍ走れるわけではなくて、せいぜい３００ｋｍ４００ｋｍくらいにしかならない。
ロケットでは、燃料は使うたびに燃えてロケットの外に放出されるのでどんどん軽くなるから、まだｌｏｇの関係、つまり、効率は悪くなっても、
燃料を積めば積むだけ速度は上りはするというのに対して、
ＥＶのバッテリーは、使用しても軽くなる訳ではない、空のバッテリーでも重さは変わらない。
ということは、バッテリー容量を増やしまくっても、航続距離が伸びない、logでさえない、最大値が存在するような関数になるんじゃなかろうかと。
そうなると、乗用車はまだいいとしても、長距離トラックなんかにはちょっと向いてない、水素じゃないととか言われているのを聞いたことがある気がするけど、
たぶんこういうあたりが原因なんじゃないだろうか。
初代リーフと2代目リーフでバッテリーの劣化耐性がめちゃくちゃ上がったのって知られてないよな
2代目リーフは20万キロ走ってようやく1セグ欠けとか驚異的だわ(過剰品質にも思える)
自動車の典型的ライフサイクル(〜10年10万キロ)の間バッテリー容量を8割以上に保つのはすでに成功してるのよね
「性能で言えばエンジンよりモーターの方がダントツで良い。それは理解するんだけど、如何せん航続可能距離とバッテリー交換にかかるコストが高いのがネック。現時点では大衆の実用向きではないというだけ。」というブコメを見てこの人自分は冷静で中立的で科学的で知的で正しいと自信を持って生きてる人なんだろうなぁと思ってため息が出た。こういう人がたくさんいるんだろうな。まあ興味がないから知識アップデートしてないだけで仕方ないと思うけど知ってる人から見るとやはり恥ずかしいなあと思っちゃう。
増田の指摘は的を得ていて、内燃機関から電気に変わって何が変わるのと言うのは仰る通りだと思われる。
それは何故かと言うと、現在のEVは、内燃機関の基本設計を電動化しだけだから。
PHEVなどはまだエンジン積んでるから仕方が無いにしても、EVにするんだったら、もうちょっとEVだからできる事を追求するべきではないかと思う。
各社色々なコンセプトカーが出ているが、実際にはなかなか普及しない。
これがEVで望まれるイノベーションの最たるもの。今までの内燃機関だと、中央に大きなエンジンがあり、それをシャフトなどを通じて物理的に力を伝え、2輪もしくは4輪を駆動するという仕組みだった。
これを、車輪の中、あるいは車輪のすぐ近くにモータを置いて、直接タイヤを回してやろうという考え方がある。これを「インホイールモータ」などと言う。
これにすることで、
こんなにいいならじゃあなんで製品化できねえの？と言う話としては、ホイール部分というのは最悪600℃とか超高温になり、10Gとか強い衝撃が加わるため耐久性に問題があるのである。
よく言われるバネ下質量が大きくなる問題については、実は制御である程度どうにかできるのだが、そのためのコストアップが結構キツい。
ただ、自動車業界は諦めていないので、いつかは商品化されて売れるようになると思う。ただいつになるかは不明。
トヨタは小型モビリティから実用化を始めていて、まずはここら辺からかもしれない。
参考記事：
https://car.watch.impress.co.jp/docs/news/1479589.html
https://www.nissan-global.com/JP/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE/IN_WHEEL_MOTOR/
https://response.jp/article/2021/10/05/350066.html
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/news/18/16374/ (有料だけど）
内燃機関には不可能だが、EVだったら可能な制御は実はかなり多い。
最も分かりやすいのが「速度制御」ではなくて「トルク制御」が可能な部分。
速度制御というのは、どれぐらいのスピードで回すか制御するかということ。これはエンジンでも当然できます。
一方で、トルク制御というのはどれぐらいの力を出すかという制御ができるということ。これはエンジン車でやるにはかなり大変。トルクセンサでセンシングはできるんだが、制御する方法が摩擦を使う方法ぐらいしかない。
この他にも制御はEVの方が優れている部分が多くて、自動車が電子制御になればなるほど、EVの利点が上がっていく。
では何故普及していないかというと、電子制御のシステムが高すぎるから。特にセンサーが凄く高く、そのシステムだけで車一台買える価格がする。これでも安くなったんだが、価格の下落は停滞中。
さらに、実はこの部分のメリットを出すだけなら、ハイブリッドカーでもできるんだけどね。と言うか一部はやってる。
車の標準的な利用としては、普段は、一日1時間～2時間ぐらい使って、それ以外は止まっていると言うケースがほとんどなので、バッテリーはせいぜい50～100km分ぐらいしかつかわない。
しかし、ちょっと遠出するときに困るため、より多くのバッテリーを搭載していることがある。
この時に、この余っているバッテリーを家庭用蓄電池として使おうと言うのが、このV2H。シンプルには、太陽光発電などで昼間ためた電気を夜使おうと言うことなんだが、これはあんまり筋が良くない。何故かと言うと、昼間は家に車がない。職場などに向かうため充電ができない場合が多いからだ。
なので、一歩進んで
ことにして、自宅という環境から切り離して、電力網全体として備わっているEVの電池を電力供給のバッファーとして機能させると言う構想。
太陽光発電で昼間余った電力を、その家という範囲を通り越してBEVに充電、夜間放電させ電力供給側に回す。これを面的な制御で行う事で、電力網の最適化と安定化を行おうというわけだ。
既に島単位で実験都市などがつくられて実現しているところがあり、有効性も確認されている。のだが、電力網の仕組みそのものから更新しなければならず、更に電力網って装置の更新周期が20年とかが当たり前なので、今から普及が始まっても相当に時間がかかると思われている。
ちなみに自動車側の充電規格、CHAdeMO(チャデモ）という規格があるが、これはV2H対応の仕組みが入っているので、CHAdeMOに対応しているEVで、ちゃんと実装している車はやろうと思えば数にV2Hを適用できる。
日本の規格らしく、最初からこれらに利用できるように整備されている訳だが、一方で北米でテスラが作った規格の方は、現在まだ非対応（2025年対応予定と言われているが、Teslaの提示スケジュールの信頼性はほとんど無いので…）。
また、次に日本と中国が中心となって作っているChaoJi(チャオジー）という規格はCHAdeMOの発展形で、こちらもV2Hに最初から対応してスタートする予定。
ちなみに、よく「北米ではテスラのスーパーチャージャーが標準規格になったんだから日本はCHAdeMOなんてガラパゴス規格捨ててそっちに合わせろ」というようなことを言う人がいるけど、あれは日本のCHAdeMO規格に乗りたくなくて北米の自動車メーカがぶち上げたCOMBOという規格がクソ過ぎた結果、CHAdeMO相当の技術を多少は備えていたスーパーチャージャーになっただけで、別にスーパーチャージャーが優れているわけではない。確かに規格上大容量に対応していると言うが、まだCHAdeMO規格を超えるような高出力出せる充電設備も自動車もまだほぼ存在してない。
この辺りはちょっと調べれば嘘だと分かるような事を振れて回っている人がいるので要注意だ。嘘を広めたいか、外国から聞こえてくる作られた偶像に踊っているかどちらかだと思うんだけど、EV界隈ってどっちも多いから厄介。
一方でChaoJiと言う規格は日本と中国が中心となって作られているが、これはスーパーチャージャーを含め他の規格に対して後方互換を確保し（コネクタ形状の変換だけでいけるので）最終的には、少なくとも内部システムはこれに統一されていくと思われる。
閑話休題。
この可能性は3つぐらい思いつく。
EVは補助金を全開にして購入すると結構安く買え、さらに電力にはガソリン税やら軽油取引税やらかからないので安く済む
例えば、都市内で、一日60km以内ぐらいの配送作業（郵便局でだいたい走行距離一日30kmぐらいらしい）で住む宅配のラストワンマイルとかでは既にコストメリットがある。
ただ、地道な改良による電池の価格下落は限界が近づいているようなので、苦しい。全固体電池も直接的に価格を安くする技術ではない。
ガソリンスタンドはどんどん減っていて、特に山間部の過疎地で維持出来なくなってきており、燃料供給に影響が出ている。
ただ、市場としてはわずかなのと、トラックなどの商用車のEVが一般化するのは相当時間がかかると思われるから、EVで解決してそれにより地方から普及、というには結構厳しいかも知れない。
一方で、全く燃料インフラが存在しない途上国などでは、ソーラー発電システムさえあればとりあえず電力供給ができるのは大きく、あり得るかもしれない。
ただ、間違いなく採算性が悪い市場だから、テスラとかは絶対やらないしどうかな、とは思う。
例えば、国内産業の育成のためと言ったような政策予算がガッツリ付いて、安く買える場合、あるいは、政策に対応するために購入する必要がある場合。
的外れを指摘する投稿が的外れなことはよくあることなんでしょうかね。
＞テスラはバッテリを必要量の倍積んで交互に休ませながら使う事で、寿命と航続距離の問題を無理矢理クリアしたが、その分バカでかく重く高くなった。そのデメリットをスーパーカーみたいなラッピングで誤魔化してヒットした。
まさか。バッテリセルを制御して一部を休ませて使う技術は、BEVでは当たり前でテスラだけのことじゃないし、もちろん必要量の倍積んでるってことはありません。ちなみにテスラはバカでかく重いとのことですが、テスラモデル3のロングレンジの航続距離は629kmで1840kg、対するトヨタbz4xは500kmで1920kg。テスラがバカでかくて重い？トヨタのほうが航続距離は劣ってるのにそのテスラより重いのはどうしてかしらん。
＞EV専業メーカーはノウハウの固まりである近世最大の発明の一つである燃料エンジンを作れないのでEVで勝負を賭けていると言うだけ。トヨタはBEVを作ろうと思えばいつでも作れるし、EV専業メーカーにあってトヨタに無いノウハウなどは存在しない
うんうん。そのトヨタが満を持して作ったBEVであるbz4xは、テスラやBYDどころかヒョンデのものにも劣る製品だったことをどう思っているのだろか。BEVって、バッテリ買ってきて車輪つけたらできると思ってる人が未だにいてびっくりする。BEVもガソリン車と同じようにノウハウの塊なんだよね。ちなみにEV専業メーカーじゃないけど最大のBEVメーカーであるBYDって、エンジンもしっかり作り込んでてPHVも主力商品だったりする。
＞しかもEVの最大の欠点をカバーする画期的技術である全固体電池はトヨタをリーダーとする日本メーカーが圧倒的に先行しているのを知らないのか全く無視している。全固体電池はEVを一足飛びに実用レベルにする可能性を秘めており、その技術を確立してからEVを本格的に作ればいいだけ。
そだね。「全固体電池がゲームチェンジャーになるっ！！」みたいなのもよく聞きますよね。でも電池ってラボでできたものがいくら性能がよくても、量産して廉価で大量生産できなければ意味ないんです。実際は全固体電池は高性能だけど「画期的」と言えるほどのものじゃないし、まだ量産どころかパイロットプラントすらできてない。おそらく相当価格が高くなるのでレクサスなどの高級車に載せることを想定しているようですが、カローラクラスの大衆車に使えるくらいじゃないと話にもならないわけです。
もちろん、そんなことはトヨタもしっかり解っていて、従来型の電池の改良やバイポーラLEPなんかの開発も同時並行していますが、何にせよトヨタには量産経験が無いわけでして、それを担ってきたパナソニックは基本的にテスラの方を向いていてトヨタは二の次だったりする。なので業を煮やしたトヨタはパナと合弁の電池生産会社を完全子会社にしたりして苦労してるけど、そう簡単になんとかなる話じゃないんですわ。
んなあほな。CATL･BYDが共同して全固体電池を開発していますよ。今のところ開発は若干日本勢がリードしてるけど、いま急激にその差は縮まっているし、部材確保や量産となるとノウハウは圧倒的に向こうにある。相当頑張らないと、また中国勢にやられそうな予感がします。
＞背景にはEVと同じく原発がある。原発で安く電力を作って、副産物で水素も生成されるということで注目された原発ありきの技術。
確かに、日産が初代リーフとかを作ってた頃はそんな話でした。でもいまBEVが推進されている一番の理由は、自然エネルギーを親和性が高いからです。太陽光にしても風力にしても必要なときに必要なだけ発電することができない、だからBEVのバッテリーをグリッドに繋いで電力供給のバッファにできる。今も九州では太陽光発電が需要を上回って出力抑制が頻繁に起きているが、BEVが普及すればこの時間に優先して充電したら電気料金を安くするなどの施策が取れる。水素についても自然エネルギーが余っているときに生産すれば効率よく自然エネルギーを使うことができるわけでしてね。
もちろん原発の電気を使うことも想定されていはいますが、それだけの単純な話じゃないよということです。
他にもツッコミどころはたくさんあるけどこのくらいにしておこう。いまトヨタのハイブリッドが復権だとかBEVはだめだとか一転してそんな話になってる。でも一時的な踊り場はあったとしても、BEVの需要は一貫して増えていて、この流れを止めることはできない。様々な技術的な課題があっても、多くの人が関わることで突破されていくのは歴史の中で何度も見てきたことですよね。
つまり能天気にトヨタの勝利だとかメディアはかき立てるし、だからこそこんなお花畑な増田が出てきたりするんでしょうが、当のトヨタは全くそんなこと思ってなくて危機感募らせてますよ。
電気自動車って言えばいいのにみんなEVってカッコつけて言うからおかしなことになる
電気自動車ってことはリチウムイオンバッテリーで走ってるが容量はしょぼいし故障も多いしでいいことはない
バッテリーがいくら巨大になっても、一晩で安定して充電できる電力がせいぜい80km分ぐらいなので（気温などの条件もあるので）長距離の選択肢にはなっていかないんよ。
ルート配送の車も、郵便局の一日30kmとかはユースケースとしてはあるんだけど、増田が言ってるガススタが消えていくような集落だと平気で一日100kmとか走る事になる。すると急速充電施設がないと駄目なんだけど、そういった所は変電所の容量の問題から急速充電もかなり厳しい。
バッテリー容量が大きくなっても、田舎の町一戸分が使うぐらいの専用変電所を備えた急速充電施設なんて作れないので、現在よりも大容量の急速充電施設を増やすのは難しい。だから1回30分の充電で100km分ぐらいしか充電できない。
日常的な長距離移動は、家で充電、よくて到着地点での充電で帰ってこれるぐらい限度になっていくと思われ、手段が目的かしても大丈夫な趣味用途ならともかく、実用だと厳しい。
ほとんどルート営業で利用時間もある程度定まってるから会社で充電して営業や配達で使って、というノリになると思う
ここで指摘される寒冷地のバッテリー問題も、「日々の給油の手間を考えたら」という話になってくだろうし、ガソリンやHVが生き残るのはほんとに日常的な長距離を前提とした大型トラックとかバス、充電できない地域で長期間の屋外利用が前提になる現場作業のハイエースとかオフロード系が主になると思う。
今のEVでもカタログスペック満充電600とか普通にあるし、1000キロ台もそろそろ可能になるって話だから、普段は通勤たまの休日は遠乗りってレベル日本国内で言えばほとんどユーザーはEVで十分って未来がくると思うよ。
別にEV絶賛する気もないしEVだらけの未来がやってくるなんて事言うつもりもないんだけど、今どきの車のトレンドって基本低燃費だし日本に限って言えば新車が売れてない（車の需要が減ってる）だから、今のガソリンインフラの維持は確実にできないんだよな（というかすでに維持できなくて空白地帯が社会問題になってる）
だから
「商売としてなりたたないから隣町にすらないガソリンスタンドを探すより自宅で充電できたり送電線インフラに乗っかれるだけEVのほうがなんぼかマシ」
っ負のてブレイクスルーがやってくると思ってるし、
「十年前の中古ガソリン車とバッテリーだけ載せ替えたような中古EVが主流で、海外系の格安EVか車が売れない海外先行販売（新車が売れないから日本メーカーすら後回しにする）の型落ちEVの新車、その隙間にガソリンじゃないとできない僅かなニッチな需要やガソリンじゃなきゃ嫌だし中古はいやだってオタクのためのガソリン新車が走ってる」
というどうしようもない未来こそが一番あり得ると思う
